對冷卻裝置和集成電路封裝件這兩者施力的單個裝載機構的製作方法

2023-06-02 08:00:16

專利名稱：對冷卻裝置和集成電路封裝件這兩者施力的單個裝載機構的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及計算機用的裝置，特別是涉及一種裝載集成電路封裝 件和轉裝置的裝綱勾。
背景技術：
半導體器件(如#^理器晶片)通常安a封裝件中並通過插座附著
在諸^r^板等印刷電路板(PCB)上。插座與封裝件上的接線相接口，以 將功率和信號從封裝件(和半導體器件)分配到其它設備。已有若干用於
形成插座和封裝件之間的連接的工藝，包括引腳柵格陣列(PGA) 、 J斜冊 陣列(BGA)以A^面4冊4各P車列(LGA)。
LGA插座包括與封裝的半*器件上的導電墊片相接口的彈簧支承接 觸(spring-loaded contact)。可以用4香座下的BGA接觸(例3口，焊料球) 將插座焊接在母板之上。當##裝件插入插座中並對封裝件施力時，彈簧 支承接觸被按壓在封裝件的墊片上。該壓力確保母板和封裝件之間可靠的 電連接。
母板上的可用區域^_有限的，#諸如膝上型計算機和類似的小形狀 係數設備中尤為明顯。該區域中的一p分用於連###裝件的接觸壓到插 座上的裝載裝置。該區域中的另"p分用於連接防止半導體器件過熱的冷 卻裝備(solution)。該冷卻裝備還可具有將冷卻裝備壓到半導體器件上的 第二裝載裝置。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種計算機用的裝置，包拾插座； 裝載機構；連接到所#載才幾構的冷卻裝置；並且其中，所#^4幾構可
在第一開啟位置和第二關閉位置之間運動，第二關閉位置能夠同時對所
#^4幾構和插座之間的集成電路封裝件施力將所述集成電路封裝件壓到
所述插座上；以及對所述冷卻裝置施力以將所述冷卻裝置壓到集成電i 各封 裝件上。
衝艮據本發明的另一方面，提供了一種計算機用的裝置，包括設於印 刷電路板上的插座；連接到所述插座的集成電路；鄰近所述集成電路的用 於冷卻所述集成電路的裝置；以及用於對所述集成電路和用於冷卻所述集 成電路的裝置這兩者施力的施力裝置。
根據本發明的再一方面，提供了一種用於接納絲電路的裝置，包括 接納城電路的LGA插座；絲裝置，它對LGA插JJ^內的絲電路 的施力，以^^斤述M電路電連接到LGA插^S^上；並且其中，所錄 置沒有對所述冷卻裝置或集成電路施力而不對所述冷卻裝置或集成電路的 另一個施力的裝載裝置。


圖la是說明具有一個裝^^L構的設備的一個實施例的橫截面僻現圖， 該裝載才幾構施力以將集成電路耦合到插座且還將冷卻裝置壓到集成電路封 裝件上。
圖lb是進一步說明針對圖la描述的設備的實施例的俯視圖。 圖lc是說明針對圖la描迷的當裝載件在開啟位置時的設備實施例的 4黃截面柳好見圖。
圖2是說明^Hp裝置連接至附加^Hp部件的實施例的俯視圖。
圖3是說明裝載件的一實施例的俯視圖。 圖4是說明裝載件的另一實施例的俯視圖。
圖5是說明沒有獨立的^卩裝置和裝載件，而是由^^卩裝置對M電 路封裝件施力的一實施例的俯視圖。
圖6是說明沒有獨立的冷卻裝置和裝載件的另一實施例的橫截面#扭見圖。 務沐實施方式
在各種實施例中，描述了使用單獨裝^N勾以對半導體器件和冷卻裝 置這兩者施力的裝置。在如下描述中，將要描述各種實施例。然而，相關 領域的技術人員會^人識到，可在沒有一個或多個特定細節的條件下，或是 通過其他替換的和/或另外的方法、材料或部件來實施各種實施例。在另一 些實例中，為使本發明的各種實施例的方面更加清晰，沒有詳細說明或描 述麼4口的結構、材料或操怍。同樣，為了解釋的目的，闡明了詳盡的數字、 材料和構造以提供對本發明的充分理解。然而，本發明可在沒有這些特定 細節的條件下實施。此外，要理解，圖中所示的各種實施例A^釋性的表 示且不一^l:按比例繪製的。
整個說明書中提到的"一個實施例"或"一實施例"意味著結合該實 施例描述的特定特徵、結構、材料或特性包含在本發明的至少一個實施例 中，但不表示他們存在於每個實施例中。因而，在整個說明書的不同位置 中的短語"在一個實施例中"或"在一實施例中"的出現不一定指本發明 的同一實施例。此外，可在一個或多個實施例中以任何適當的方式結合特 定的特徵、結構、材料或特性。在另一些實施例中，可包含各種另外的層 和/或結構，和/或省^葛述過的特徵。
圖la是說明具有一個裝^4幾構100的設備的一個實施例的橫截面煩訴見 圖，該裝載才A^勾施力以將集成電路封裝件^^到插座皿將冷卻裝置壓到 集成電路封裝件上。在圖示的實施例中，插座104 ^^到#^反102上，其 可以在例如在個人計算機(如膝上型計算才減^Ji型電腦)中。雖然插座104 被描M^給到"母板"102上，在^f也實施例中，插座104可殺給到任 何類型的印刷電路板102或其^it合的支撐結構上。
在一實施例中，插座104是岸面柵格陣列(LGA)插座，它具有與集 成電路封裝件106上的導電墊片相接口的彈簧支承接觸。在另一些實施例 中，插座104可以是不同類型的插座，對於這些插座，適於 口將集成電 路封裝件106壓到插座106的力。插座104是狄電路封裝件106藉以電
連接到或以其他方式通信連接到設備100的^f也部件的結構。
M電路封裝件106可以是^f封可類型的M電路。在一實施例中，集 成電路封裝件106可以是孩她理晶片。在另一些實施例中，可^JD其他類 型的^A電蹈^封裝件106。可在方向118 Ji^口適於將i^電路封裝件106 壓到插座104上的力，以幫助提供集成電路106和插座104之間的良好接 觸。
設備100中可包括^HP裝置112來排P鏈行過程中來自^電路封裝 件106的熱量。可^j H^f可適合的^H卩裝置112，例如熱管、散熱器或其他 類型的冷卻裝置112。可在方向118 Jl^口追合將^卩裝置112壓到集成電 路封裝件106上的力，以幫助^H卩裝置112與M電路封裝件106產生用 於兩者之間的熱傳導的良好接觸。
在一實施例中，存在提供力118以則奪集成電路封裝件106壓到插座 104上又將⑩P裝置112壓到集成電路封裝件106上的單獨裝^4幾構。在圖 la所示的實施例中，可認為該單獨裝^4;i^J是或包4誠過鉸漣110鉸M 接到母板102上的裝載件108。當在關閉位置時，^件108下推到集成電 路封裝件106上以將集成電路封裝件106壓到插座104上。在圖示的實施 例中，卩4^P裝置112附著在裝載件108上，使得當裝載件108處於關閉位 置時，冷卻裝置112被壓到集成電路封裝件106上。在一些實施例中，冷 卻裝置112連接到裝載件108,而不獨立地a^l妄到母f反102上。
在一實施例中，當裝載件108處於關閉位置時，^P裝置112可淨膽 到集成電路封裝件106上，並JJHP裝置112可將力/A^載件108傳遞到 集成電路封裝件106以將^電路封裝件106壓到插座104上。這樣的實 施例可以沒有裝載件108和M電路封裝件106之間的直4勤妄觸。在這樣 的實施例中，可以使用圖示的裝載件108 ^Jt的其他類型的裝^iM勾來將 這樣的力 口到^^裝置112上。
在圖示的實施例中，存在連接到軸116的突出部114。突出部114圍 繞軸116旋轉以迫^^載件108向下並引fe^^P裝置112和^電路封 裝件106上的力118。突出部114還將裝載件108保持在適當的位置。在另
一些實施例中，可以^J]^f也結構來引^^HP裝置112和M電路封裝 件106上的力118。
圖lb是進一步說明上文針對圖la描述的設備100的實施例的俯視圖。 在圖lb所示的實施例中，裝載件108是一塊金屬或^i極於編口適當力的 剛'^f才料。裝載件108包括夕h^卩框架和中心開口 (在圖lb中由於^H卩裝置 112的存在而看上去不明顯)，^卩裝置112可通過該開口與^電路封裝 件106接觸，使得熱量可從集成電路封裝件106傳走。在另一些實施例中， 裝載件108可具有^^也形狀。
在圖示的實施例中，裝載件108 —邊附著在鉸鏈110上。在另一邊， 突出部114向下壓在裝載件108上，^f樣載件108對M電路封裝件106 和^P裝置112施力。突出部114連接到軸116，該軸連接到杆120。杆120 用於將突出部114從開啟位置旋轉到關閉位置以向下壓在裝載件108上。 杆120還可被鎖於關閉位置，使得在將突出部114運動到關閉位置後，不 斷艦力118。
由於處於關閉位置的突出部114向下壓在裝載件108上，而^電路 封裝件106位於裝載件108和插座104之間，因jt談載件108將集成電路 封裝件106壓到插座104上。由於^p裝置112連接到裝載件108，因jtbif 錄載件108， ^卩裝置112淨滅到城電路封裝件106上。從而，單《封幾 構(裝載件108)將力118同時 口到集成電路封裝件106和^HP裝置上。 在另一些實施例中，裝IUM勾可將^P裝置112壓到^l電路封裝件106 上從而將集成電路封裝件106壓到插座104上。在裝載件108之間(between) 沒有直4勤妄觸這樣的實施例中，單獨機構仍可將力118同時 口到集成電 路封裝件106和^ip裝置上。
圖lc是說明上文針對圖la描述的當裝載件108處於開啟位置時設備 100的實施例的橫截面順訴見圖。如在圖lc中所示的實施例中可看到的，冷 卻裝置112連接到裝載件108。可^^H^f可適合的方法將^P裝置112連接 到裝載件108。
不論裝載部分108還是杆120都能夠以弧線運動。如圖lc中所見的，
裝載件108具有運動弧A,藉此，裝載件108可以在開啟位置(例如圖lc 中所見的)和關閉位置(例如圖la和lb中所見的)之間運動。同樣，杆120 具有運動弧B,藉此，裝載件108可以在開啟位置(例如圖lc中所見的) 和關閉位置(例如圖la和lb中所見的)之間運動。當裝載件108接近關 閉位置時，F錄杆120運動到它的關閉位置，杆120可壓緊^j牛108。當 杆120完全運動到它的關閉位置時，它可使突出部114對裝載件108施力 以將裝載件108運動到它的關閉位置，在該位置，裝載件對集成電路封裝 件106和;4^卩裝置112施力。
圖2是說明^Hp裝置112連接到附加冷卻部件的實施例的俯視圖。例 如，冷卻裝置112可包含將熱量從集成電路封裝件106傳到諸》^:熱器等 熱交換器204的一個或多個熱管202，熱交換器幫助將熱量從^電路封裝 件106傳到周圍環境。在裝載件108鉸^l^接到母仗102上的實施例中， 附加科P部件中的一個或多個可與^Hp裝置112和裝載件108同時運動。 在另一些實施例中，在冷卻裝置和其他冷卻部件之間可以有柔性連接，或 直到裝載部分108處於關閉位置時^i卩裝置112才可連接到附加^H卩部件。 在另一些實施例中，可存在其它配置。附加冷卻部件可安置在4勤可適合的 位置。
圖3是說明裝載件108的實施例的俯視圖。在該實施例中，裝載件108 具有外部框架304,具有中心開口 302, ^i卩裝置112可通過該開口來接觸 M電路封裝件106。雖然裝載件108是這樣說明的，但^^在另一些實施例 中它可採用^^也形式。例如，裝載件108可以沒有完全圍繞它的周界的連 續框架。
圖4是說明裝載件108的另一實施例的俯視圖。在該實施例中，裝載件108 包括接口板402。在關閉位置上，接口板402可接觸於或緊密接近於(例如 用熱界面材料的薄層分開)M電路封裝件106,以有刻^M尋熱量從^電 路封裝件106傳到*裝置112。
在一些實施例中，裝載件108可以是^p裝置112的"p分，而不是 獨立元件。因此，接口板402可以是將熱量從^電路封裝件106傳到冷
卻裝置112的^H卩裝置112的一卩分,以形陶框架304可以是^i卩裝置112 的一不同部分。夕卜部框架304 ^4妄口板402的^f可一個或兩者，可對絲 電路封裝件106施力。
圖5是說明沒有獨立的^P裝置112和裝載件108的^i^見圖而是由冷 卻裝置112對集成電路封裝件106施力118的實施例的俯視圖。在這樣的 實施例中，^P裝置112可包括不出itt不同時對絲電路封裝件106施 力的類似的科P裝置112中的加強件502。在圖5所示的實施例中，冷卻裝 置112包括熱管202。裝^U/L構(圖中未顯示)對熱管202施力，熱管轉而 對下面的集成電路封裝件106施力(說明了集成電路封裝件106的位置輪 廓504)。
;WP裝置！12包括允許^H卩裝置112對線電路封裝件106的所有適 當區域施力的加強件502。如圖所示，加強件502在周界上。在另一些實施 例中，加強件可出現在其他位置，來代替周邊加強件502或作為除了周邊 加強件502 O卜的加強件。例如，加強件502可以出ij^一些位置，在這 些位置上，對^P裝置112施力以允許^p裝置112分酉^目對均勻的力給 集成電路封裝件106,而不是彎曲(bending)並 口顯著不均勻的力給集 成電路封裝件106。
圖6是說明沒有如圖la-lc所示的獨立^ip裝置112和才匡架型^^件 108的另一實施例的橫截面順'艦圖。更確切地說，^p裝置112是裝載件而 裝IU幾構602對^P裝置112施力，從而通過^ip裝置112對集成電路封 裝件106施力。例如，^i卩裝置112可以是具有風扇的散熱器，而裝^4幾 構602可以是將^P裝置112連接到母板102上的一個或多個的螺^幹。當 擰緊時，螺浙602可將;4^p裝置112下壓以引起力118將^HP裝置112壓 到M電路封裝件106上並將M電路封裝件106壓到插座104上。雖然 提到螺杆602作為裝l^幾構，但是可^^H^可其^it合類型的裝l^幾構， 例如彈簧支承夾或^f姑幾構。還可認為螺浙602或其他裝^U幾構602是"裝 載件"108，因為它可對^P裝置112和絲電路封裝件106這兩者施力。
如圖6所示， 一些實施例可以沒有將^Hp裝置112和裝載件108連接 到母板102的獨立設備。更確切地說，沒有單個i殳備或一組設備(裝^^幾
構602)連接並裝載^Hp裝置112和裝載件108 (它們在圖6的實施例中是 同一物件)。相對於其中使用獨立連接的設備100 (—個連接用於^Hp裝置 112而另 一個連接用於單獨將集成電路封裝件106裝鬆J插座104上的絲 件108)，這樣的配置節省了母板102上的空間。
為了說明和描述的目的，已提供了對本發明的實施例的在前描述。這 不是要窮舉本發明或將本發明局限於所公開的精確形式。該描述和之後的 權利要求包括一些術語，例如左、右、頂、底、^Ji、之下、上面、下面、 第一、第二等只是描逸性的而不應解釋成限制性的。例如，指出相對垂直 位置的術語表示襯底或集成電路的設備面(或有效表面)是在該襯底的"頂" 表面的情形；以標〉ili也面框架(standardterrestrialftame)作為參照，實際上 襯底可以在任何方向上，使得襯底的"頂，，面可低於"底，，面，並且仍落 入術語"頂"的涵義之內。除非特別規定，本文中^j ]術語"之上"(包 括在權利要求中)不是指第一層在第二層"之上"就是直接在第二層上面 並直接與第二層接觸；在第一層和第一層之上的第二層之間，可能有第三 層或其他結構。本文描述的設備或物品的實施例可在許多位置和方向上制 造、^^]或封裝出廠。按照上述教導，相關領域的技術人員會理解到可對 本發明進fri午多修改和變化。本領域技術人員^i人識到對於圖中所示的各 種部件的各種等同的組合及替換。因此本發明的範圍不是由該詳細描述限 定，而是由附加於此的權利要求來確定。
權利要求
1.一種計算機用的裝置，包括插座；裝載機構；連接到所述裝載機構的冷卻裝置；並且其中，所述裝載機構可在第一開啟位置和第二關閉位置之間運動，第二關閉位置能夠同時對所述裝載機構和插座之間的集成電路封裝件施力將所述集成電路封裝件壓到所述插座上；以及對所述冷卻裝置施力以將所述冷卻裝置壓到集成電路封裝件上。
9. 如權利要求8所述的裝置，其中，用於^P所述絲電路的裝置包 含傳導集成電路產生的熱量的導熱材料，以及連接到所述導熱材料、將從 所述集成電路接收的熱量疏散到周圍環境的散熱部分。
10. 如權利要求9所述的裝置，其中，用於^P所述^電路的裝置 包含從所述集成電路傳熱的熱管。
11. 如權利要求8所述的裝置，其中，所述^電i^A^微處理器。
12. 如權利要求8所述的裝置，其中，用於^ip所述絲電路的裝置 連接在沲力裝置上而不獨立她連接在所述印刷電路板上。
13. 如權利要求8所述的裝置，其中，施力裝置對用於^HP城電路 的裝置施力，用於冷卻所述集成電路的裝置轉而將所^口的力的至少一部 分傳到所述集成電路。
14. 如權利要求13所述的裝置，其中，用於冷卻所述集成電路的裝置包含熱管。
15. 如權利要求13所述的裝置，其中，用於冷卻所述^電路的裝置 包錄熱器。
16. 如權利要求8所述的裝置，其中，施力裝置包含杆。
17. 如權利要求8所述的裝置，其中，施力裝置包含螺j幹。
18. —種用於接納線電路的裝置，包括 接納M電路的LGA插座；裝載裝置，它對LGA插J^^底內的^電路的施力，以4t^斤述集成 電路電連接到LGA插J^底上；並且其中，所#置沒有對所述^#裝置或集成電路施力而不對所述冷卻 裝置或絲電路的另 一個施力的裝載裝置。
19. 如權利要求18所述的裝置，其中，所ii^載設備通it/斤述^卩裝置對所述集成電路間接施力，而不直接對所述集成電路直接施力。
20.如權利要求19所述的裝置，其中，所述冷卻裝置包含在外 周上具有加強件的熱管。
全文摘要
本發明的實施例提供既將半導體封裝件壓到插座上又將冷卻裝置(solution)壓到半導體封裝件上的單個裝載機構。相對於使用兩個不同的附屬裝置和裝載機構的情況，該裝載機構可佔用更少的母板資源。
文檔編號H05K7/20GK101098600SQ20071014213
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月27日 優先權日2006年6月27日
發明者A·伊拉, M·米斯特卡維, R·R·馬丁森 申請人:英特爾公司